JP7553587B2

JP7553587B2 - Laser processing system and control method

Info

Publication number: JP7553587B2
Application number: JP2022557429A
Authority: JP
Inventors: 敦森
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2021-10-14
Publication date: 2024-09-18
Anticipated expiration: 2041-10-14
Also published as: WO2022080446A1; DE112021004700T5; US20230356326A1; CN116390828A; JPWO2022080446A1

Description

本発明は、レーザ加工システム及び制御方法に関する。 The present invention relates to a laser processing system and a control method.

従来より、ワークにレーザ光を離れた位置から照射して、溶接を行うレーザ加工システムが提案されている。レーザ加工システムは、ロボットのアーム先端にレーザ光を照射するスキャナを有する。レーザ加工システムのロボット各軸は、他の産業用ロボットと同様、予め制御装置に記憶されたプログラムに従って駆動される。このため、作業現場では、実機とワークを使ってプログラムを作成する教示作業が行われる（例えば、特許文献１参照）。 Laser processing systems have been proposed that irradiate a workpiece with a laser beam from a remote position to perform welding. Laser processing systems have a scanner that irradiates the end of a robot arm with a laser beam. Like other industrial robots, each axis of the robot in a laser processing system is driven according to a program that is pre-stored in a control device. For this reason, at the work site, a teaching task is performed in which a program is created using the actual machine and workpiece (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１２－１３５７８１号公報JP 2012-135781 A

このようなレーザ加工システムを用いてレーザ加工を行う場合、プログラムにおけるレーザ照射点の経路と実際のレーザ照射点の経路とのずれが問題となる。When performing laser processing using such a laser processing system, the discrepancy between the path of the laser irradiation point in the program and the actual path of the laser irradiation point becomes a problem.

レーザ照射点の経路は、作業空間内のロボットの基部を基準とした座標系の点の列によって表現されると考えることができるため、これを制御点と呼ぶ。制御点は、レーザ照射点の経路上の点であってもよく、又は円弧の中心のように、レーザ照射点の経路上でなくても、レーザ照射点の経路を定義するために必要となる点であってもよい。The path of the laser hit point can be thought of as being represented by a series of points in a coordinate system based on the base of the robot in the workspace, and are therefore called control points. A control point may be a point on the path of the laser hit point, or it may be a point that is not on the path of the laser hit point but is needed to define the path of the laser hit point, such as the center of an arc.

ロボットプログラム及びスキャナプログラムは、レーザ加工システムのプログラム生成装置において設定された各制御点の位置及び方向（制御点の座標系）の各点に応じて、生成される。しかし、ＣＡＤデータと実際のワークとは一致せず、ロボットの動作経路や治具等にも位置の誤差が存在する。そのため、このようなずれや誤差を教示修正する作業が必要となる。 The robot program and scanner program are generated according to the position and direction of each control point (control point coordinate system) set in the program generation device of the laser processing system. However, the CAD data and the actual workpiece do not match, and there are position errors in the robot's movement path and jigs, etc. Therefore, it is necessary to teach and correct such deviations and errors.

また、レーザ加工システムにおいてロボットとスキャナを組み合わせるときに、工具中心点（ＴＣＰ）も修正を要することがある。ＴＣＰは、ロボット先端点からスキャナ基準点への位置ベクトルで表される。ＴＣＰを正しく設定することによって、ロボットの姿勢によらず、プログラム上のレーザ照射位置と実際のレーザ照射位置とが一致する。 When combining a robot and scanner in a laser processing system, the tool center point (TCP) may also need to be corrected. The TCP is expressed as a position vector from the robot tip point to the scanner reference point. By setting the TCP correctly, the laser irradiation position in the program will match the actual laser irradiation position regardless of the robot's posture.

従来、制御点の修正及びＴＣＰの設定は、スキャナ直下の特定の点を指し示す教示用治具を用いて行っていた。通常、特定の点は、スキャナの作業空間の原点であり、レーザが集光する点に設定される。 Conventionally, control point correction and TCP setting have been performed using a teaching tool that points to a specific point directly below the scanner. Typically, the specific point is the origin of the scanner's workspace, set at the point where the laser is focused.

特定の点を指し示すために、金属や樹脂等で製造された教示用治具を用いたり、複数の付加的なガイドレーザを交差させ、その交点を視認したりすることが行われている。いずれの方法も、スキャナの直下の一点の座標を取得するため、実際のワーク上の所望の位置と特定の点とを一致させるためには、ロボットを操作する必要があり、効率が良くなかった。 To indicate a specific point, a teaching tool made of metal or resin has been used, or multiple additional guide lasers have been crossed and the intersection point visually identified. Both methods obtain the coordinates of a single point directly below the scanner, so it is necessary to operate the robot to match the desired position on the actual workpiece with the specific point, which is inefficient.

また、従来の手法では、ロボットに教示用治具を取り付けたり、スキャナに付加的なガイドレーザを装備したりする必要があった。そのため、教示用治具や付加的なガイドレーザ等を必要とせず、制御点の修正を簡易に行うことができるレーザ加工システムが望まれていた。 Furthermore, conventional methods require the robot to be equipped with a teaching tool or an additional guide laser to the scanner. Therefore, there is a need for a laser processing system that can easily correct control points without the need for a teaching tool or additional guide laser.

本開示に係るレーザ加工システムは、ワークに対してレーザ光を走査可能なスキャナと、前記スキャナを前記ワークに対して移動させる移動装置と、前記スキャナを制御するスキャナ制御装置と、を備え、前記スキャナ制御装置は、前記移動装置を停止した状態で、予め設定された制御点を修正するための制御点修正用軌跡を前記ワークに照射するように前記スキャナを制御する軌跡制御部を有し、前記制御点修正用軌跡は、前記レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さと、前記制御点の位置及び前記制御点によって定義される座標系の方向を特定するための所定の形状と、を有する。The laser processing system of the present disclosure comprises a scanner capable of scanning a workpiece with laser light, a moving device that moves the scanner relative to the workpiece, and a scanner control device that controls the scanner, and the scanner control device has a trajectory control unit that controls the scanner to irradiate a control point correction trajectory for correcting a predetermined control point onto the workpiece while the moving device is stopped, and the control point correction trajectory has a predetermined length for identifying a deviation in the optical axis direction of the laser light and a predetermined shape for identifying the position of the control point and the direction of a coordinate system defined by the control point.

本開示に係るレーザ加工システムの制御方法は、ワークに対してレーザ光を走査可能なスキャナを前記ワークに対して移動させるステップと、前記スキャナを前記ワークに対して移動させるための移動装置を停止させるステップと、前記移動装置を停止した状態で、予め設定された制御点を修正するための制御点修正用軌跡を前記ワークに照射するように、前記スキャナを制御するステップと、を備え、前記制御点修正用軌跡は、前記レーザ光の光軸方向を特定するための所定の長さと、前記制御点の位置及び前記制御点によって定義される座標系の方向のずれを特定するための所定の形状と、を有する。The control method for a laser processing system according to the present disclosure comprises the steps of moving a scanner capable of scanning a workpiece with laser light relative to the workpiece, stopping a moving device for moving the scanner relative to the workpiece, and controlling the scanner, with the moving device stopped, to irradiate the workpiece with a control point correction trajectory for correcting a preset control point, wherein the control point correction trajectory has a predetermined length for identifying the optical axis direction of the laser light and a predetermined shape for identifying the position of the control point and the directional deviation of a coordinate system defined by the control point.

本発明によれば、制御点の修正を簡易に行うことができる。 According to the present invention, control points can be easily modified.

本実施形態に係るレーザ加工システムの全体構成を示す図である。1 is a diagram showing an overall configuration of a laser processing system according to an embodiment of the present invention. 本実施形態に係るレーザ加工システムにおけるスキャナの光学系を説明する図である。2 is a diagram illustrating an optical system of a scanner in the laser processing system according to the embodiment. FIG. 本実施形態に係るレーザ加工システムの機能構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a functional configuration of a laser processing system according to an embodiment of the present invention. 制御点を修正する前のロボットの経路を示す。4 shows the robot's path before modifying the control points. 制御点を修正した後のロボットの経路を示す。4 shows the robot path after modifying the control points. 本実施形態に係るスキャナ制御装置の機能構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a functional configuration of a scanner control device according to the embodiment; 制御点修正用軌跡の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a control point correction locus. 図６Ａに示す制御点修正用軌跡を用いて制御点を修正する動作を示す図である。6B is a diagram showing an operation of correcting a control point using the control point correction trajectory shown in FIG. 6A; レーザ光の光軸方向のずれについて説明するための図である。10A and 10B are diagrams for explaining deviation in the optical axis direction of laser light. 制御点修正用軌跡の別の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of a control point modification trajectory. 制御点修正用軌跡を修正するための修正用パターンの例を示す図である。13A and 13B are diagrams illustrating examples of correction patterns for correcting a control point correction locus. 制御点修正用軌跡を用いて制御点を修正する動作を示す図である。13A and 13B are diagrams illustrating an operation of correcting a control point using a control point correction trajectory. レーザ加工システムによって溶接される部材を示す図である。FIG. 2 illustrates components being welded by a laser processing system. レーザ加工システムによって溶接される溶接部分及び制御点修正用軌跡を示す図である。1 is a diagram showing a welded portion welded by a laser processing system and a trajectory for correcting control points; レーザ加工システムによって溶接される部材の平面図を示す。1 illustrates a top view of parts being welded by a laser processing system. レーザ加工システムによって溶接される部材の斜視図を示す。1 illustrates a perspective view of components being welded by a laser processing system. 制御点修正用軌跡を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a control point correction trajectory. 異なる位置からそれぞれ照射されるレーザ光Ｌを示す図である。1A and 1B are diagrams showing laser beams L irradiated from different positions. 本実施形態に係るレーザ加工システムの処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a process flow of the laser processing system according to the present embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るレーザ加工システム１の全体構成を示す図である。図１に示すレーザ加工システム１は、リモートレーザ溶接ロボットシステムの一例を示す。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a laser processing system 1 according to this embodiment. The laser processing system 1 shown in FIG. 1 is an example of a remote laser welding robot system.

レーザ加工システム１は、ロボット２と、レーザ発振器３と、スキャナ４と、ロボット制御装置５と、スキャナ制御装置６と、レーザ制御装置７と、ロボット教示操作盤８と、プログラム生成装置９と、を備える。 The laser processing system 1 comprises a robot 2, a laser oscillator 3, a scanner 4, a robot control device 5, a scanner control device 6, a laser control device 7, a robot teaching operation panel 8, and a program generation device 9.

ロボット２は、例えば、複数の関節を有する多関節ロボットである。ロボット２は、基部２１と、アーム２２と、複数のＹ方向に延びる回転軸を有する関節軸２３ａ～２３ｄを備える。The robot 2 is, for example, a multi-joint robot having multiple joints. The robot 2 includes a base 21, an arm 22, and joint axes 23a to 23d having multiple rotation axes extending in the Y direction.

また、ロボット２は、Ｚ方向を回転軸としてアーム２２を回転移動させるロボット用サーボモータ、各関節軸２３ａ～２３ｄを回転させてアーム２２をＸ方向に移動させるロボット用サーボモータ等の複数のロボット用サーボモータを有する。各ロボット用サーボモータは、後述するロボット制御装置５からの駆動データに基づいてそれぞれ回転駆動する。 The robot 2 also has a number of robot servo motors, including a robot servo motor that rotates the arm 22 around the Z direction as a rotation axis, and a robot servo motor that rotates each of the joint axes 23a to 23d to move the arm 22 in the X direction. Each robot servo motor is rotated based on drive data from the robot control device 5, which will be described later.

ロボット２のアーム２２の先端部２２ａには、スキャナ４が固定されている。したがって、ロボット２は、各ロボット用サーボモータの回転駆動によって、スキャナ４を所定のロボット速度で、作業空間上の任意の位置に任意の向きになるよう移動させることができる。すなわち、ロボット２は、スキャナ４をワーク１０に対して移動させる移動装置である。なお、本実施形態では、レーザ加工システム１は、移動装置としてロボット２を用いているが、これに限定されず、例えば、移動装置として三次元加工機を用いてもよい。The scanner 4 is fixed to the tip 22a of the arm 22 of the robot 2. Therefore, the robot 2 can move the scanner 4 to any position in the working space in any direction at a predetermined robot speed by rotating the servo motors for each robot. In other words, the robot 2 is a moving device that moves the scanner 4 relative to the workpiece 10. In this embodiment, the laser processing system 1 uses the robot 2 as the moving device, but is not limited to this, and for example, a three-dimensional processing machine may be used as the moving device.

レーザ発振器３は、レーザ媒質、光共振器及び励起源等から構成される。レーザ発振器３は、後述するレーザ制御装置７からのレーザ出力指令に基づくレーザ出力のレーザ光を生成し、スキャナ４に対して、生成したレーザ光を供給する。発振されるレーザの種類として、ファーバーレーザ、ＣＯ_２レーザ、ＹＡＧレーザ等があるが、本実施形態においては、レーザの種類について特に問わない。 The laser oscillator 3 is composed of a laser medium, an optical resonator, an excitation source, etc. The laser oscillator 3 generates a laser beam having a laser output based on a laser output command from a laser control device 7 described later, and supplies the generated laser beam to the scanner 4. The type of laser to be oscillated includes a Fiber laser, a _CO2 laser, a YAG laser, etc., but in this embodiment, the type of laser is not particularly limited.

レーザ発振器３は、ワーク１０を加工するための加工用レーザと、加工用レーザを調整するためのガイドレーザとを出力可能である。ガイドレーザは、加工用レーザと同一の軸上に調整された可視光レーザである。The laser oscillator 3 is capable of outputting a processing laser for processing the workpiece 10 and a guide laser for adjusting the processing laser. The guide laser is a visible light laser adjusted on the same axis as the processing laser.

スキャナ４は、レーザ発振器３から出射されるレーザ光Ｌを受けて、ワーク１０に対してレーザ光Ｌを走査可能な装置である。 The scanner 4 is a device that receives laser light L emitted from the laser oscillator 3 and can scan the laser light L onto the workpiece 10.

図２は、本実施形態に係るレーザ加工システム１におけるスキャナ４の光学系を説明する図である。図２に示すように、スキャナ４は、例えば、レーザ発振器３から出射されるレーザ光Ｌを反射させる２つのガルバノミラー４１、４２と、ガルバノミラー４１、４２をそれぞれ回転駆動するガルバノモータ４１ａ、４２ａと、カバーガラス４３を備える。2 is a diagram illustrating the optical system of the scanner 4 in the laser processing system 1 according to this embodiment. As shown in Fig. 2, the scanner 4 includes, for example, two galvanometer mirrors 41, 42 that reflect the laser light L emitted from the laser oscillator 3, galvanometer motors 41a, 42a that rotate the galvanometer mirrors 41, 42, respectively, and a cover glass 43.

ガルバノミラー４１、４２は、互いに直交する２つの回転軸Ｊ１、Ｊ２回りにそれぞれ回転可能に構成される。ガルバノモータ４１ａ、４２ａは、レーザ制御装置７からの駆動データに基づいて回転駆動し、ガルバノミラー４１、４２を回転軸Ｊ１、Ｊ２回りに独立して回転させる。The galvanometer mirrors 41 and 42 are configured to be rotatable around two mutually orthogonal rotation axes J1 and J2, respectively. The galvanometer motors 41a and 42a are driven to rotate based on drive data from the laser control device 7, and rotate the galvanometer mirrors 41 and 42 independently around the rotation axes J1 and J2.

レーザ発振器３から出射されたレーザ光Ｌは、２つのガルバノミラー４１、４２で順次反射された後にスキャナ４から出射され、ワーク１０の加工点（溶接点）に到達する。このとき、ガルバノモータ４１ａ、４２ａにより２つのガルバノミラー４１、４２がそれぞれ回転すると、これらガルバノミラー４１、４２に入射するレーザ光Ｌの入射角が連続的に変化する。その結果、スキャナ４からワーク１０に対して所定の経路でレーザ光Ｌが走査され、そのレーザ光Ｌの走査経路に沿ってワーク１０上に溶接軌跡を形成する。The laser light L emitted from the laser oscillator 3 is reflected by the two galvanometer mirrors 41, 42 in sequence, and then emitted from the scanner 4 to reach the processing point (welding point) of the workpiece 10. At this time, when the two galvanometer mirrors 41, 42 are rotated by the galvanometer motors 41a, 42a, respectively, the incidence angle of the laser light L incident on these galvanometer mirrors 41, 42 changes continuously. As a result, the laser light L is scanned from the scanner 4 to the workpiece 10 along a predetermined path, and a welding locus is formed on the workpiece 10 along the scanning path of the laser light L.

スキャナ４からワーク１０上に出射されるレーザ光Ｌの走査経路は、ガルバノモータ４１ａ、４２ａの回転駆動を適宜制御してガルバノミラー４１、４２のそれぞれの回転角度を変化させることにより、Ｘ、Ｙ方向に任意に変化させることができる。The scanning path of the laser light L emitted from the scanner 4 onto the workpiece 10 can be changed arbitrarily in the X and Y directions by appropriately controlling the rotational drive of the galvanometer motors 41a and 42a to change the respective rotation angles of the galvanometer mirrors 41 and 42.

スキャナ４は、Ｚ軸モータによって位置関係を変更自在としたズーミング光学系（図示せず）も備えている。スキャナ４は、Ｚ軸モータの駆動制御により、レーザを集光する点を光軸方向に移動させることで、レーザ照射点をＺ方向にも任意に変化させることができる。The scanner 4 also has a zooming optical system (not shown) whose positional relationship can be freely changed by a Z-axis motor. The scanner 4 can also arbitrarily change the laser irradiation point in the Z direction by moving the point where the laser is focused in the optical axis direction through drive control of the Z-axis motor.

カバーガラス４３は、円盤状であり、ガルバノミラー４１、４２によって順次反射されてワーク１０に向かうレーザ光Ｌを透過すると共に、スキャナ４の内部を保護する機能を有する。The cover glass 43 is disk-shaped and transmits the laser light L that is reflected sequentially by the galvanometer mirrors 41 and 42 toward the workpiece 10, while also protecting the inside of the scanner 4.

また、スキャナ４は、トレパニングヘッドであってもよい。この場合、スキャナ４は、例えば、一方の面が傾斜した形式のレンズをモータで回転させることで、入射したレーザを屈折させて、任意の位置に照射する構成を有することが可能である。Scanner 4 may also be a trepanning head. In this case, scanner 4 may have a configuration in which, for example, a lens with one inclined surface is rotated by a motor to refract the incident laser and irradiate it at any position.

ロボット制御装置５は、所定のロボットプログラムに応じて、ロボット２の各ロボット用サーボモータに駆動制御データを出力し、ロボット２の動作を制御する。The robot control device 5 outputs drive control data to each robot servo motor of the robot 2 in accordance with a predetermined robot program, thereby controlling the operation of the robot 2.

スキャナ制御装置６は、スキャナ４の機構内のレンズ、ミラーの位置調整を行う制御装置である。なお、スキャナ制御装置６は、ロボット制御装置５に組み込まれてもよい。The scanner control device 6 is a control device that adjusts the position of the lenses and mirrors within the mechanism of the scanner 4. The scanner control device 6 may also be incorporated into the robot control device 5.

レーザ制御装置７は、レーザ発振器３を制御する制御装置であり、スキャナ制御装置６からの指令に応じて、レーザ光を出力するように制御を行う。レーザ制御装置７は、スキャナ制御装置６と接続されるだけでなく、ロボット制御装置５と直接接続されてもよい。また、レーザ制御装置７は、スキャナ制御装置６と一体化されていてもよい。The laser control device 7 is a control device that controls the laser oscillator 3, and performs control to output laser light in response to commands from the scanner control device 6. The laser control device 7 may not only be connected to the scanner control device 6, but also directly to the robot control device 5. The laser control device 7 may also be integrated with the scanner control device 6.

ロボット教示操作盤８は、ロボット制御装置５に接続され、ロボット２の操作を行うために操作者によって使用される。例えば、操作者は、レーザ加工を行うための加工情報を、ロボット教示操作盤８上のユーザインターフェースを通して入力する。The robot teaching operation panel 8 is connected to the robot control device 5 and is used by an operator to operate the robot 2. For example, the operator inputs processing information for performing laser processing through a user interface on the robot teaching operation panel 8.

プログラム生成装置９は、ロボット制御装置５及びスキャナ制御装置６に接続され、ロボット２及びスキャナ４のためのプログラムを生成する。なお、プログラム生成装置９については、図３を参照しながら詳述する。本実施形態において、少なくともスキャナ４は、好ましくはロボット２も、プログラムの指令に対して正確に駆動するように調整されているとする。The program generating device 9 is connected to the robot control device 5 and the scanner control device 6, and generates programs for the robot 2 and the scanner 4. The program generating device 9 will be described in detail with reference to FIG. 3. In this embodiment, at least the scanner 4, and preferably the robot 2, are adjusted so as to operate accurately in response to program commands.

図３は、本実施形態に係るレーザ加工システム１の機能構成を示すブロック図である。
前述したように、レーザ加工システム１は、ロボット２と、レーザ発振器３と、スキャナ４と、ロボット制御装置５と、スキャナ制御装置６と、レーザ制御装置７と、ロボット教示操作盤８と、プログラム生成装置９と、を備える。
以下、図３を参照しながら、ロボット制御装置、スキャナ制御装置６、レーザ制御装置７及びプログラム生成装置９の動作について詳述する。 FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the laser processing system 1 according to the present embodiment.
As described above, the laser processing system 1 includes the robot 2, the laser oscillator 3, the scanner 4, the robot control device 5, the scanner control device 6, the laser control device 7, the robot teaching operation panel 8, and the program generation device 9.
The operations of the robot controller, scanner controller 6, laser controller 7 and program generator 9 will be described in detail below with reference to FIG.

プログラム生成装置９は、ＣＡＤ／ＣＡＭデータから仮想作業空間内におけるロボット２のためのロボットプログラムＰ１及びスキャナ４のためのスキャナプログラムＰ２を生成する。更に、プログラム生成装置９は、制御点修正用軌跡を照射するためのプログラムを生成する。The program generating device 9 generates a robot program P1 for the robot 2 in the virtual workspace and a scanner program P2 for the scanner 4 from the CAD/CAM data. Furthermore, the program generating device 9 generates a program for projecting a trajectory for correcting control points.

生成されたロボットプログラムＰ１及びスキャナプログラムＰ２は、それぞれ、ロボット制御装置５及びスキャナ制御装置６に転送される。ロボット教示操作盤８の操作によって、ロボット制御装置５内に格納されたロボットプログラムＰ１が起動されると、ロボット制御装置５からスキャナ制御装置６に指令が送られ、スキャナプログラムＰ２も起動される。The generated robot program P1 and scanner program P2 are transferred to the robot control device 5 and scanner control device 6, respectively. When the robot program P1 stored in the robot control device 5 is started by operating the robot teaching operation panel 8, a command is sent from the robot control device 5 to the scanner control device 6, and the scanner program P2 is also started.

ロボット制御装置５は、ロボット２がスキャナ４を所定の位置まで搬送したときに信号を出力する。ロボット制御装置５から出力された信号に応じて、スキャナ制御装置６は、スキャナ４内の光学系を駆動する。The robot control device 5 outputs a signal when the robot 2 transports the scanner 4 to a predetermined position. In response to the signal output from the robot control device 5, the scanner control device 6 drives the optical system within the scanner 4.

また、スキャナ制御装置６は、レーザ制御装置７にレーザ出力を指令する。ロボット制御装置５、スキャナ制御装置６及びレーザ制御装置７は、適切なタイミングで信号をやりとりすることによって、ロボット２の動き、レーザ光軸の走査及びレーザビームの出力を同期する。 The scanner control device 6 also commands the laser control device 7 to output a laser. The robot control device 5, scanner control device 6 and laser control device 7 exchange signals at appropriate times to synchronize the movement of the robot 2, the scanning of the laser optical axis and the output of the laser beam.

ロボット２及びスキャナ４は、位置情報及び時刻情報を共有し、作業空間内の所望の位置にレーザ照射点を制御する。また、ロボット２及びスキャナ４は、適切なタイミングでレーザ照射を開始及び終了させる。これにより、レーザ加工システム１は、溶接等のレーザ加工を行うことができる。The robot 2 and the scanner 4 share position information and time information, and control the laser irradiation point to a desired position in the working space. The robot 2 and the scanner 4 also start and end the laser irradiation at appropriate timing. This allows the laser processing system 1 to perform laser processing such as welding.

また、プログラム生成装置９は、３Ｄモデリングソフトウェアを内蔵している。操作者は、ロボット２及びスキャナ４のモデルをコンピュータ上で操作し、レーザ照射点や座標値等を確認することができる。The program generation device 9 also has built-in 3D modeling software. The operator can manipulate the models of the robot 2 and scanner 4 on the computer and check the laser irradiation points, coordinate values, etc.

更に、プログラム生成装置９は、ワーク１０のＣＡＤデータを用いて、ワーク１０の３Ｄモデリングを生成し、当該３Ｄモデリングのワーク１０上に１以上の制御点を設定する。そして、プログラム生成装置９は、設定された各制御点に対して溶接形状を定義する。Furthermore, the program generation device 9 generates a 3D model of the workpiece 10 using the CAD data of the workpiece 10, and sets one or more control points on the workpiece 10 in the 3D model. Then, the program generation device 9 defines a welding shape for each of the set control points.

上述したように、レーザ照射点の経路は、作業空間内のロボットの基部を基準とした座標系の点の列によって表現されると考えることができるため、これを制御点と呼ぶ。制御点は、レーザ照射点の経路上の点であってもよく、又は円弧の中心のように、レーザ照射点の経路上でなくても、レーザ照射点の経路を定義するために必要となる点であってもよい。As mentioned above, the path of the laser hit point can be thought of as being represented by a series of points in a coordinate system based on the base of the robot in the workspace, and these are called control points. A control point may be a point on the path of the laser hit point, or it may be a point that is not on the path of the laser hit point but is necessary to define the path of the laser hit point, such as the center of an arc.

制御点及び溶接形状の定義を終えると、プログラム生成装置９は、ロボット２が移動するロボット経路、及びスキャナ４によるレーザ照射点の走査経路を計算する。Once the control points and welding shape have been defined, the program generation device 9 calculates the robot path along which the robot 2 moves and the scanning path of the laser irradiation point by the scanner 4.

３次元空間内のレーザ照射点に対して、ロボット２の姿勢及びスキャナ４によるレーザ照射点のガルバノモータ４１ａ、４２ａの回転角度は、一意に決定されない。そのため、プログラム生成装置９は、条件を満たす最適解を探索するアルゴリズムを備える。ロボットプログラムＰ１及びスキャナプログラムＰ２のプログラム生成における条件とは、加工時間の最短化、ワーク１０に対するレーザ照射角の制限、ロボット２の姿勢範囲の制限等である。 For a laser irradiation point in three-dimensional space, the posture of the robot 2 and the rotation angle of the galvanometer motors 41a, 42a of the laser irradiation point by the scanner 4 are not uniquely determined. Therefore, the program generation device 9 has an algorithm for searching for an optimal solution that satisfies the conditions. The conditions for generating the robot program P1 and the scanner program P2 are minimizing the processing time, limiting the laser irradiation angle with respect to the workpiece 10, limiting the posture range of the robot 2, etc.

そして、制御点が修正されると、スキャナ制御装置６は、修正後の制御点の位置情報及び座標系の方向情報をプログラム生成装置９へ送信する。 Then, when the control point is modified, the scanner control device 6 transmits the position information of the modified control point and the direction information of the coordinate system to the program generation device 9.

プログラム生成装置９は、上述した最適解を探索するアルゴリズムを用いて、修正後の制御点の位置情報及び座標系の方向情報に基づいて、ロボットプログラムＰ１及びスキャナプログラムＰ２を再度生成する。生成されたロボットプログラムＰ１及びスキャナプログラムＰ２は、再びスキャナ制御装置６へ送信される。The program generation device 9 uses the algorithm for searching the optimal solution described above to regenerate the robot program P1 and the scanner program P2 based on the position information of the corrected control points and the direction information of the coordinate system. The generated robot program P1 and scanner program P2 are again transmitted to the scanner control device 6.

このようにプログラム生成装置９は、修正された制御点を反映したロボットプログラムＰ１及びスキャナプログラムＰ２を生成することによって、ロボットプログラムＰ１におけるロボット経路、及びスキャナプログラムＰ２におけるスキャナ４によるレーザ光の照射経路を修正することができる。In this way, the program generation device 9 can generate a robot program P1 and a scanner program P2 that reflect the modified control points, thereby modifying the robot path in the robot program P1 and the irradiation path of the laser light by the scanner 4 in the scanner program P2.

図４Ａ及び図４Ｂは、ロボットプログラムＰ１におけるロボット２の経路の修正の一例を示す図である。図４Ａは、制御点を修正する前のロボット２の経路を示し、図４Ｂは、制御点を修正した後のロボット２の経路を示す。 Figures 4A and 4B are diagrams showing an example of a correction of the path of the robot 2 in the robot program P1. Figure 4A shows the path of the robot 2 before the control points are corrected, and Figure 4B shows the path of the robot 2 after the control points are corrected.

図４Ａに示すワーク１８の溶接点２０付近を拡大すると、スキャナ４から照射されるレーザによる溶接点２０は、ロボットプログラムＰ１におけるロボット経路１９Ａ及びスキャナプログラムＰ２におけるスキャナ４によるレーザ光の照射経路に従って決定される。 When the area around the welding point 20 of the workpiece 18 shown in Figure 4A is enlarged, the welding point 20 formed by the laser irradiated from the scanner 4 is determined according to the robot path 19A in the robot program P1 and the irradiation path of the laser light by the scanner 4 in the scanner program P2.

したがって、図４Ｂに示すように、溶接点２０の位置の変更及び制御点の増減等が発生すると、プログラム生成装置９は、溶接点２０の位置の変更及び制御点の増減に基づいて、ロボットプログラム及びスキャナプログラムを再度生成し、最適なロボット経路１９Ｂ及びレーザ照射経路を再生成することができる。Therefore, as shown in FIG. 4B, when a change in the position of the welding point 20 and an increase or decrease in the number of control points occurs, the program generation device 9 can regenerate the robot program and scanner program based on the change in the position of the welding point 20 and the increase or decrease in the number of control points, and regenerate the optimal robot path 19B and laser irradiation path.

図５は、本実施形態に係るスキャナ制御装置６の機能構成を示すブロック図である。
図５に示すように、スキャナ制御装置６は、軌跡制御部６１と、制御点移動部６２と、制御点記憶部６３と、を備える。 FIG. 5 is a block diagram showing the functional configuration of the scanner control device 6 according to this embodiment.
As shown in FIG. 5, the scanner control device 6 includes a trajectory control unit 61 , a control point moving unit 62 , and a control point storage unit 63 .

軌跡制御部６１は、制御点修正用軌跡を照射するためのプログラムに基づいて、ロボット２を停止した状態で、予め設定された制御点を修正するための制御点修正用軌跡をワーク１０に照射するようにスキャナ４を制御する。
制御点移動部６２は、制御点修正用軌跡に基づいて、ロボット教示操作盤８の操作に従って制御点を移動する。 The trajectory control unit 61 controls the scanner 4 to project a control point correction trajectory for correcting a preset control point onto the workpiece 10 while the robot 2 is stopped, based on a program for projecting the control point correction trajectory.
The control point moving section 62 moves the control point in accordance with the operation of the robot teaching pendant 8 based on the control point correction trajectory.

制御点記憶部６３は、制御点移動部６２によって移動された制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を記憶する。また、軌跡制御部６１は、制御点記憶部６３に記憶された制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向に基づいて、制御点修正用軌跡をワーク１０に照射するようにスキャナ４を制御する。The control point memory unit 63 stores the positions of the control points moved by the control point moving unit 62 and the direction of the coordinate system defined by the control points. The trajectory control unit 61 controls the scanner 4 to project a control point correction trajectory onto the workpiece 10 based on the positions of the control points stored in the control point memory unit 63 and the direction of the coordinate system defined by the control points.

図６Ａは、制御点修正用軌跡の一例を示す図である。図６Ａに示すように、制御点修正用軌跡１１Ａは、レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さＭ１と、制御点Ｃ１の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を特定するための所定の形状Ｓ１と、を有する。ここで、所定の長さＭ１は、例えば、１００ｍｍ程度であることが好ましい。また、所定の形状Ｓ１は、正方向と逆方向とが判別可能な形状であることが好ましい。 Figure 6A is a diagram showing an example of a control point correction trajectory. As shown in Figure 6A, the control point correction trajectory 11A has a predetermined length M1 for identifying the deviation in the optical axis direction of the laser light, and a predetermined shape S1 for identifying the position of the control point C1 and the direction of the coordinate system defined by the control point. Here, the predetermined length M1 is preferably, for example, about 100 mm. In addition, it is preferable that the predetermined shape S1 is a shape that allows the forward direction and the reverse direction to be distinguished.

また、軌跡制御部６１は、加工用レーザではなく、ガイドレーザによって制御点修正用軌跡１１Ａを照射するようにスキャナ４を制御する。これにより、レーザ加工システム１は、ワーク１０を加工せずに、制御点修正用軌跡１１Ａを照射することができる。In addition, the trajectory control unit 61 controls the scanner 4 to irradiate the control point correction trajectory 11A with a guide laser, not with a processing laser. This allows the laser processing system 1 to irradiate the control point correction trajectory 11A without processing the workpiece 10.

図６Ｂは、図６Ａに示す制御点修正用軌跡１１Ａを用いて制御点を修正する動作を示す図である。なお、図６Ｂは、説明の便宜上、ワーク１０を側面から視た図を示す。ここで、Ｌ１Ａ及びＬ２Ａは、図６Ａにおける制御点修正用軌跡１１Ａの両端を示しており、ガイドレーザは、Ｌ１ＡとＬ２Ａの間を行き来する。図６Ｂでは、スキャナ制御装置６は、スキャナプログラムにおける仮想的なワーク１０Ａに対する制御点Ｃ１を、実際のワーク１０上に修正する。よって、ガイドレーザＬ１Ａ及びＬ２Ａは、ガイドレーザＬ１及びＬ２に修正されることになる。 Figure 6B is a diagram showing the operation of correcting a control point using the control point correction trajectory 11A shown in Figure 6A. For ease of explanation, Figure 6B shows the workpiece 10 viewed from the side. Here, L1A and L2A indicate both ends of the control point correction trajectory 11A in Figure 6A, and the guide laser moves back and forth between L1A and L2A. In Figure 6B, the scanner control device 6 corrects the control point C1 for the virtual workpiece 10A in the scanner program onto the actual workpiece 10. Thus, the guide lasers L1A and L2A are corrected to the guide lasers L1 and L2.

図６Ｂにおいて、制御点Ｃ１が光軸方向にずれている場合、所定の長さＭ１が小さいと、制御点Ｃ１のずれの差異は小さく、操作者は目視で判断しにくくなる。また、所定の長さＭ１が大きいと、光軸方向にずれに対して比較的大きく変化するため、操作者は目視で判断しやすくなる。6B, when the control point C1 is shifted in the optical axis direction, if the specified length M1 is small, the difference in the shift of the control point C1 is small, making it difficult for the operator to visually judge. On the other hand, if the specified length M1 is large, the difference in the shift in the optical axis direction changes relatively greatly, making it easier for the operator to visually judge.

また、所定の長さＭ１が大きければ大きいほど判断しやすくなるが、所定の長さＭ１は、光軸方向のずれを修正するときに必要とされる精度や、スキャナ４とワーク１０との距離、レーザ加工をする部分の大きさ等によって、好ましい大きさが異なる。例えば、ワーク１０とスキャナ４の間の距離が５００ｍｍである場合、所定の長さＭ１は、１００ｍｍ程度であることが好ましい。 In addition, the larger the predetermined length M1, the easier it is to make a judgment, but the preferable size of the predetermined length M1 varies depending on the precision required to correct the misalignment in the optical axis direction, the distance between the scanner 4 and the workpiece 10, the size of the part to be laser processed, etc. For example, if the distance between the workpiece 10 and the scanner 4 is 500 mm, the predetermined length M1 is preferably about 100 mm.

スキャナプログラムの仮想的なワーク１０Ａにおける制御点修正用軌跡１１Ａは、実際のワーク１０上では位置がずれると共に、スキャナプログラムの指令よりも小さくなる。これは、制御点修正用軌跡１１Ａの光軸方向の位置及び光軸と垂直な方向の位置がずれていることを示す。 The control point correction trajectory 11A on the virtual workpiece 10A of the scanner program is shifted in position on the actual workpiece 10 and is smaller than the command of the scanner program. This indicates that the position of the control point correction trajectory 11A in the optical axis direction and the position perpendicular to the optical axis are shifted.

そこで、スキャナ４から照射されるガイドレーザＬ１Ａ及びＬ２Ａを操作することによって、制御点修正用軌跡１１Ａの位置及び長さを、実際のワーク１０上で合致させる。これにより、スキャナ制御装置６は、実際のワーク１０上にガイドレーザＬ１とＬ２の間を適切に照射することができる。Therefore, by manipulating the guide lasers L1A and L2A emitted from the scanner 4, the position and length of the control point correction trajectory 11A are matched on the actual workpiece 10. This allows the scanner control device 6 to appropriately irradiate the area between the guide lasers L1 and L2 on the actual workpiece 10.

図６Ｂにおいて、ガイドレーザＬ１Ａ，Ｌ２Ａ及びＬ１，Ｌ２は、ガイドレーザ光が走査される範囲を示す。スキャナ制御装置６によって制御点Ｃ１の位置を変えると、反復走査する制御点修正用軌跡は、ワーク１０の面上に形成される。そして、ガイドレーザ光の走査範囲は、ガイドレーザＬ１Ａ，Ｌ２ＡからガイドレーザＬ１，Ｌ２に移行する。これにより、ワーク１０の面上における制御点修正用軌跡１１Ａの所定の長さＭ１は、所望の大きさとなり、教示修正を完了する。 In Figure 6B, guide lasers L1A, L2A and L1, L2 indicate the range scanned by the guide laser light. When the position of control point C1 is changed by the scanner control device 6, a control point correction trajectory for repeated scanning is formed on the surface of the workpiece 10. Then, the scanning range of the guide laser light shifts from guide lasers L1A, L2A to guide lasers L1, L2. As a result, the predetermined length M1 of control point correction trajectory 11A on the surface of the workpiece 10 becomes the desired size, completing the teaching correction.

ここで、上述したように、制御点修正用軌跡は、レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さを必要とする。
以下に説明するように、レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さは、制御点修正用軌跡の長さの変化を視認できる距離、特定すべきレーザ光の光軸方向のずれ量、及びスキャナ４とレーザ光のレーザ照射点との距離から算出される。 Here, as described above, the control point correction locus needs to have a predetermined length in order to identify the deviation in the optical axis direction of the laser light.
As described below, the specified length for identifying the deviation in the optical axis direction of the laser light is calculated from the distance at which the change in the length of the control point correction trajectory can be visually recognized, the amount of deviation in the optical axis direction of the laser light to be identified, and the distance between the scanner 4 and the laser irradiation point of the laser light.

図６Ｃは、レーザ光の光軸方向のずれについて説明するための図である。
図６Ｃに示すように、スキャナ４とワーク１０とは、正対しており、ワーク１０が位置Ａ１にあるときと、位置Ｂ１にあるときとを比較するものとする。 FIG. 6C is a diagram for explaining deviation in the optical axis direction of the laser light.
As shown in FIG. 6C, the scanner 4 and the workpiece 10 face each other, and a comparison is made between when the workpiece 10 is at position A1 and when it is at position B1.

このとき、ワーク１０の位置Ａ１と位置Ｂ１との間のレーザ光の光軸方向のずれは、ΔＤとなる。また、図６Ｃに示すように、位置Ａ１における制御点修正用軌跡の長さは、Ｌであり、位置Ｂ１における制御点修正用軌跡の長さは、Ｌ＋ΔＬである。
スキャナ４内のガルバノミラー４１、４２からの距離は、ワーク１０の位置Ａ１及び位置Ｂ１それぞれにおいて、Ｄ及びＤ＋ΔＤである。そして、長さＬ及びＬ＋ΔＬ並びに距離Ｄ及びＤ＋ΔＤの関係は、以下のようになる。
Ｌ＝（ΔＬ／ΔＤ）×Ｄ At this time, the deviation in the optical axis direction of the laser light between position A1 and position B1 of the workpiece 10 is ΔD. In addition, as shown in Fig. 6C, the length of the control point correction path at position A1 is L, and the length of the control point correction path at position B1 is L + ΔL.
The distances from the galvanometer mirrors 41, 42 in the scanner 4 are D and D+ΔD at the positions A1 and B1 of the workpiece 10, respectively. The relationship between the lengths L and L+ΔL and the distances D and D+ΔD is as follows:
L=(ΔL/ΔD)×D

実際には、ガルバノミラー４１、４２は、Ｘ及びＹ軸の２つの軸を有し、ワーク１０及びスキャナ４は、必ずしも正対するとは限らない。また、スキャナ４の走査範囲の中心と周辺部とにおける光軸方向の距離の差異も影響を与える。これらを考慮しても、長さＬ及びＬ＋ΔＬ並びに距離Ｄ及びＤ＋ΔＤの関係は、上記の式によって近似することができる。In reality, the galvanometer mirrors 41 and 42 have two axes, the X and Y axes, and the workpiece 10 and the scanner 4 are not necessarily directly opposite each other. Also, the difference in the distance in the optical axis direction between the center and the periphery of the scanning range of the scanner 4 has an effect. Even taking these factors into consideration, the relationship between the lengths L and L+ΔL and the distances D and D+ΔD can be approximated by the above formula.

操作者が制御点修正用軌跡を視認するとき、例えば、長さΔＬは、差異を判断可能な最小の長さと考えることができる。このとき、距離ΔＤを、レーザ加工で許容されるレーザ光の光軸方向のずれ、すなわち、焦点距離の許容範囲とすれば、スキャナ４とワーク１０との距離Ｄから、長さＬ（すなわち、上述した所定の長さ）を導くことができる。When an operator visually checks the control point correction trajectory, for example, the length ΔL can be considered as the minimum length at which the difference can be determined. In this case, if the distance ΔD is the deviation in the optical axis direction of the laser light permitted in laser processing, i.e., the allowable range of the focal length, the length L (i.e., the above-mentioned predetermined length) can be derived from the distance D between the scanner 4 and the workpiece 10.

例えば、ΔＬ＝１ｍｍ、つまり、１ｍｍの差異を視認できるとした場合、ΔＤ＝５ｍｍ、つまり、焦点距離の許容範囲を５ｍｍとし、Ｄ＝５００ｍｍ、つまり、スキャナ４内のガルバノミラー４１、４２とレーザ照射点との距離を５００ｍｍとすると、制御点修正用軌跡の長さＬ（所定の長さ）は、１００ｍｍとなる。For example, if ΔL = 1 mm, i.e. a difference of 1 mm can be visually detected, ΔD = 5 mm, i.e. the allowable range of the focal length is 5 mm, and D = 500 mm, i.e. the distance between the galvanometer mirrors 41, 42 in the scanner 4 and the laser irradiation point is 500 mm, then the length L (predetermined length) of the control point correction trajectory will be 100 mm.

更に、後述するような修正用パターンを用いる場合、視認できる長さの差異ΔＬは、より小さくなる。また、０．１ｍｍの長さの差異を見分けることができるであれば、制御点修正用軌跡の長さＬは、１０ｍｍでよいということになる。また、制御点修正用軌跡の長さＬを１００ｍｍのままとすれば、ΔＤ＝０．５ｍｍ、すなわち、０．５ｍｍの精度で光軸方向の位置を調整することができる。 Furthermore, when using a correction pattern as described below, the visible difference in length ΔL becomes smaller. Also, if a difference in length of 0.1 mm can be distinguished, the length L of the control point correction path can be 10 mm. Furthermore, if the length L of the control point correction path is left at 100 mm, then ΔD = 0.5 mm, that is, the position in the optical axis direction can be adjusted with an accuracy of 0.5 mm.

次に、操作者による制御点を修正する動作について説明する。
本実施形態における制御点の修正では、操作者は、手動操作又は半自動操作によってロボット２を制御点の近傍に搬送し、ロボット２を停止する。そして、スキャナ４によってガイドレーザが照射されると、操作者は、ワーク１０上に照射された制御点修正用軌跡の形状を視認しながら、スキャナ４を移動させる。これにより、操作者は、制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を修正することができる。 Next, the operation of the operator to modify the control points will be described.
In correcting a control point in this embodiment, an operator transports the robot 2 to the vicinity of the control point by manual operation or semi-automatic operation and stops the robot 2. Then, when the guide laser is irradiated by the scanner 4, the operator moves the scanner 4 while visually checking the shape of the control point correction trajectory irradiated onto the workpiece 10. This allows the operator to correct the position of the control point and the direction of the coordinate system defined by the control point.

ここで、手動操作とは、操作者がロボット教示操作盤８を操作して、ロボット２の姿勢を変え、スキャナ４を所望の位置に搬送することをいう。また、半自動操作とは、３Ｄモデリング内の所望の制御点に対して、プログラム生成装置９によって生成された、スキャナ４を制御点の近傍に搬送するロボットプログラム、及びガイドレーザを照射するスキャナプログラムを用いてロボット２の姿勢を変えることでスキャナ４を所望の位置に搬送することをいう。 Here, manual operation refers to an operator operating the robot teaching operation panel 8 to change the posture of the robot 2 and transport the scanner 4 to a desired position. Semi-automatic operation refers to transporting the scanner 4 to a desired position by changing the posture of the robot 2 using a robot program that transports the scanner 4 to the vicinity of a control point and a scanner program that irradiates a guide laser, both of which are generated by the program generation device 9 for a desired control point in the 3D modeling.

手動操作の具体的な操作は、以下に示すような手順となる。
（１）ロボット２を駆動し、ロボット２のアーム２２の先端部２２ａに固定されたスキャナ４を修正する制御点近傍に移動する。 The specific steps of the manual operation are as follows:
(1) The robot 2 is driven to move the scanner 4 fixed to the tip 22a of the arm 22 of the robot 2 to the vicinity of the control point to be corrected.

（２）ロボット２を静止した状態で、ガイドレーザをワーク１０に照射する。このとき、スキャナ制御装置６は、ガルバノミラー４１、４２によって、ガイドレーザを用いて制御点修正用軌跡を高速で反復走査する。 (2) With the robot 2 stationary, the guide laser is irradiated onto the workpiece 10. At this time, the scanner control device 6 uses the guide laser to repeatedly scan the control point correction trajectory at high speed using the galvanometer mirrors 41 and 42.

（３）操作者は、ロボット教示操作盤８によって、ガイドレーザのＸ、Ｙ及びＺ軸並びに各軸周り回転を指示することができる。操作者の指示は、ロボット制御装置５からスキャナ制御装置６に伝えられ、これにより、高速で反復走査されている制御点修正用軌跡は、空間内を移動及び回転することができる。 (3) The operator can use the robot teaching operation panel 8 to instruct the X-, Y-, and Z-axes of the guide laser and the rotation around each axis. The operator's instructions are transmitted from the robot control device 5 to the scanner control device 6, so that the control point correction trajectory, which is repeatedly scanned at high speed, can move and rotate in space.

（４）操作者は、ワーク１０上に投影された制御点修正用軌跡を視認しつつ、所望の位置及び所望の大きさとなるように、ロボット教示操作盤８によって制御点修正用軌跡を操作する。 (4) While visually checking the control point correction trajectory projected onto the workpiece 10, the operator manipulates the control point correction trajectory using the robot teaching operation panel 8 so that it is in the desired position and size.

（５）制御点修正用軌跡の制御点の位置及び座標系の方向が決定されると、操作者は、当該制御点修正用軌跡に関するデータをレーザ加工システム１の記憶装置（図示せず）に保存し、教示修正を完了する。なお、操作者がロボット教示操作盤８によって制御点修正用軌跡を操作するとき、ロボット２は、静止した状態であり、スキャナ４の位置及び座標系の方向は、変化しない。 (5) Once the positions of the control points of the control point correction trajectory and the direction of the coordinate system have been determined, the operator saves data relating to the control point correction trajectory in a storage device (not shown) of the laser processing system 1, completing the teaching correction. Note that when the operator manipulates the control point correction trajectory using the robot teaching operation panel 8, the robot 2 is stationary, and the position of the scanner 4 and the direction of the coordinate system do not change.

スキャナ４を修正する制御点の近傍に停止した後、操作者は、ロボット教示操作盤８を操作して、制御点修正用軌跡を照射するためのプログラムを起動する。
手動操作の場合、初めから修正しようとしている制御点近傍にガイドレーザを照射することは難しいため、スキャナ４は、制御点修正用軌跡を照射するためのプログラムを起動した直後、スキャナ４の直下にガイドレーザを照射する。 After stopping the scanner 4 near the control point to be corrected, the operator operates the robot teaching operation panel 8 to start a program for projecting a trajectory for correcting the control point.
In the case of manual operation, since it is difficult to irradiate the guide laser near the control point to be corrected from the beginning, the scanner 4 irradiates the guide laser directly below the scanner 4 immediately after starting the program for irradiating the control point correction trajectory.

手動操作に対し、半自動操作の場合は、プログラム生成装置９によって生成されたロボットプログラム及びスキャナプログラムを用いる。操作者は、ロボットプログラムを起動し、スキャナ４が当初から修正しようとしている制御点近傍に達したときに、ロボット２を止めて静止させる。その後の操作は、手動操作の（２）から（５）までと同様である。半自動操作では、操作者は、この後、静止した場所から、さらに、ロボット２をロボットプログラムに従って動作させ、次の修正すべき制御点近傍まで移動して、修正作業を継続する。 In contrast to manual operation, semi-automatic operation uses a robot program and a scanner program generated by a program generation device 9. The operator starts the robot program, and when the scanner 4 reaches the vicinity of the control point that is originally to be corrected, stops the robot 2 and makes it stand still. Subsequent operations are the same as (2) to (5) in the manual operation. In semi-automatic operation, the operator then operates the robot 2 from the stationary position further in accordance with the robot program, moving it to the vicinity of the next control point to be corrected and continuing the correction work.

また、制御点修正用軌跡を照射するためのプログラムは、数種類用意しておき、目的に応じて使い分けてもよい。例えば、ワーク１０の面積が狭い部分には、小さな制御点修正用軌跡を用い、ワーク１０の面積が広い部分には大きな制御点修正用軌跡を用いてもよい。また、突合せ部分の直線に沿った部分には、長い制御点修正用軌跡を用い、円筒の蓋のような部分には、中心点が制御点であれば、当該制御点に対応する制御点修正用軌跡を用いてもよい。更に、円筒面には、立体的な制御点修正用軌跡を用いることができる。 In addition, several types of programs for projecting the control point correction trajectory may be prepared and used according to the purpose. For example, a small control point correction trajectory may be used for a portion of the workpiece 10 with a small area, and a large control point correction trajectory may be used for a portion of the workpiece 10 with a large area. A long control point correction trajectory may be used for a portion along the straight line of the butt joint, and for a portion such as a cylindrical lid, if the center point is a control point, a control point correction trajectory corresponding to that control point may be used. Furthermore, a three-dimensional control point correction trajectory may be used for a cylindrical surface.

図６Ｄは、制御点修正用軌跡の別の例を示す図である。図６Ｄに示すように、制御点修正用軌跡１１Ｂは、スキャナ制御装置６によって所定の周期で反復走査される。所定の周期は、例えば、５０ｍｓｅｃ程度であることが好ましい。これにより、残像効果によって、操作者は、制御点修正用軌跡が継続して描画されるように知覚することができる。 Figure 6D is a diagram showing another example of a control point correction trajectory. As shown in Figure 6D, the control point correction trajectory 11B is repeatedly scanned at a predetermined period by the scanner control device 6. The predetermined period is preferably, for example, about 50 msec. This allows the operator to perceive the control point correction trajectory as being continuously drawn due to the afterimage effect.

図６Ｅは、制御点修正用軌跡を修正するための修正用パターン１２の例を示す図である。図６Ｅに示すように、修正用パターン１２は、制御点修正用軌跡と同一の長さ及び形状を有し、かつワーク１０上に配置可能である。修正用パターン１２は、例えば、ワーク１０上に貼り付け可能なシール、ワーク１０上に配置可能なカード状の物品、型紙、磁石等であってもよい。また、修正用パターン１２は、ワーク１０上に予め印刷されていてもよい。 Figure 6E is a diagram showing an example of a correction pattern 12 for correcting the control point correction trajectory. As shown in Figure 6E, the correction pattern 12 has the same length and shape as the control point correction trajectory, and can be placed on the workpiece 10. The correction pattern 12 may be, for example, a sticker that can be attached to the workpiece 10, a card-like item that can be placed on the workpiece 10, a paper pattern, a magnet, etc. In addition, the correction pattern 12 may be printed on the workpiece 10 in advance.

このような修正用パターン１２を用いることによって、ワーク１０に照射される制御点修正用軌跡は、スキャナ４を制御するスキャナプログラムにおける制御点修正用軌跡と同一の長さ及び形状を有する修正用パターン１２と比較可能である。 By using such a correction pattern 12, the control point correction trajectory irradiated onto the workpiece 10 can be compared with a correction pattern 12 having the same length and shape as the control point correction trajectory in the scanner program that controls the scanner 4.

これにより、操作者は、ワーク１０に照射される制御点修正用軌跡とスキャナプログラムにおける制御点修正用軌跡とを比較することによって、制御点修正用軌跡の位置、方向、大きさ及び歪みを確認及び修正することができる。This allows the operator to check and correct the position, direction, size and distortion of the control point correction trajectory by comparing the control point correction trajectory projected onto the workpiece 10 with the control point correction trajectory in the scanner program.

図６Ｆは、制御点修正用軌跡１１Ｂを用いて制御点Ｃ２を修正する動作を示す図である。図６Ｆに示すように、制御点移動部６２は、制御点Ｃ２を移動し、軌跡制御部６１は、移動された制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向に基づいて、制御点修正用軌跡１１Ｂを移動させる。 Figure 6F is a diagram showing the operation of correcting control point C2 using control point correction trajectory 11B. As shown in Figure 6F, control point moving unit 62 moves control point C2, and trajectory control unit 61 moves control point correction trajectory 11B based on the position of the moved control point and the direction of the coordinate system defined by the control point.

制御点移動部６２は、Ｘ、Ｙ及びＺ軸のような直交座標系、並びにｗ、ｐ及びｒ軸（ヨー、ピッチ及びロール）のような回転座標系において、制御点Ｃ２を移動することができる。すなわち、制御点移動部６２は、６自由度で制御点Ｃ２を移動することができる。The control point moving unit 62 can move the control point C2 in a Cartesian coordinate system such as the X, Y, and Z axes, and in a rotational coordinate system such as the w, p, and r axes (yaw, pitch, and roll). That is, the control point moving unit 62 can move the control point C2 with six degrees of freedom.

制御点修正用軌跡を照射するためのプログラムは、照射開始点を起点としてガイドレーザを照射し、再び起点に戻り、これらの動作を高速反復するようにスキャナ４を制御する。起動時のレーザ照射点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向は、ロボット２の基軸を原点とする座標における位置及び方向のベクトルとして、ロボット制御装置５又はスキャナ制御装置６に記憶される。The program for irradiating the control point correction trajectory irradiates the guide laser from the irradiation start point as the origin, returns to the origin again, and controls the scanner 4 to repeat these operations at high speed. The position of the laser irradiation point at the time of startup and the direction of the coordinate system defined by the control point are stored in the robot control device 5 or scanner control device 6 as a position and direction vector in the coordinate system with the base axis of the robot 2 as the origin.

制御点修正用軌跡を移動するために、操作者がロボット教示操作盤８を操作すると、制御点修正用軌跡を照射するためのプログラムは、照射開始点に戻るたびに、例えばＸ軸の＋方向に０．１ｍｍずつ、照射点を変更する。同時に、スキャナ制御装置６は、照射開始点が変更されたことを、変更後の照射開始点の起点として記憶する。When the operator operates the robot teaching operation panel 8 to move the control point correction trajectory, the program for projecting the control point correction trajectory changes the irradiation point, for example, by 0.1 mm in the + direction of the X axis, each time it returns to the irradiation start point. At the same time, the scanner control device 6 stores the fact that the irradiation start point has been changed as the starting point of the changed irradiation start point.

制御点修正用軌跡を所望に位置に移動した後、すなわち、制御点を所望の位置及び座標系の方向に移動した後、操作者は、ロボット教示操作盤８を用いて、制御点の移動が終了したことをスキャナ制御装置６に通知する。After moving the control point correction trajectory to the desired position, i.e., after moving the control point to the desired position and in the direction of the coordinate system, the operator uses the robot teaching operation panel 8 to notify the scanner control device 6 that the movement of the control point has been completed.

スキャナ制御装置６は、変更された制御点の情報をプログラム生成装置９に転送する。更に、プログラム生成装置９は、変更された制御点の情報をＣＡＤデータとしてＣＡＤシステム（図示せず）に転送してもよい。制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向は、ロボット２の基軸を原点とした座標系の値、修正した制御点の移動量等のように様々なデータ形式を取ることができる。また、手動操作において、スキャナ制御装置６は、任意の新しい位置及び座標系の方向を制御点として登録することもできる。The scanner control device 6 transfers the information of the changed control points to the program generation device 9. Furthermore, the program generation device 9 may transfer the information of the changed control points to a CAD system (not shown) as CAD data. The position of the control point and the direction of the coordinate system defined by the control point can take various data formats, such as the value of the coordinate system with the base axis of the robot 2 as the origin, the movement amount of the modified control point, etc. In addition, in manual operation, the scanner control device 6 can also register any new position and direction of the coordinate system as a control point.

図７Ａ及び図７Ｂは、制御点修正用軌跡の別の例を説明するための図である。図７Ａは、レーザ加工システム１によって溶接される部材１３及び１４を示す図である。図７Ａに示すように、部材１４は、筒状の部材１３上に搭載され、レーザ加工システム１は、部材１３と部材１４との接触部分の一部を溶接する。7A and 7B are diagrams for explaining another example of a trajectory for correcting control points. Fig. 7A is a diagram showing members 13 and 14 to be welded by laser processing system 1. As shown in Fig. 7A, member 14 is mounted on cylindrical member 13, and laser processing system 1 welds a portion of the contact portion between member 13 and member 14.

図７Ｂは、レーザ加工システム１によって溶接される溶接部分及び制御点修正用軌跡を示す図である。図７Ｂは、部材１３及び部材１４を平面視した図である。図７Ｂに示すように、レーザ加工システム１は、溶接部分１５Ａ～１５Ｆにおいて部材１３と部材１４とを溶接する。 Figure 7B is a diagram showing the welded portion and the control point correction trajectory welded by the laser processing system 1. Figure 7B is a plan view of members 13 and 14. As shown in Figure 7B, the laser processing system 1 welds members 13 and 14 together at welded portions 15A to 15F.

特に、溶接部分１５Ｅの付近を拡大すると、部材１３及び部材１４は、部材１４の端部１４Ａ近傍において溶接部分１５Ｅによって溶接される。そして、軌跡制御部６１は、制御点修正用軌跡１１Ｃを部材１４の端部１４Ａに照射するようにスキャナ４を制御する。In particular, when the vicinity of the welded portion 15E is enlarged, the members 13 and 14 are welded by the welded portion 15E near the end portion 14A of the member 14. Then, the trajectory control unit 61 controls the scanner 4 to irradiate the control point correction trajectory 11C onto the end portion 14A of the member 14.

制御点修正用軌跡１１Ｃは、端部１４Ａに沿う所定の長さと、制御点Ｃ４を基準点として対称な２つのＬ字形状と、を有する。なお、軌跡制御部６１は、操作者が制御点Ｃ４を明確に視認できるように、ガイドレーザをオフし、制御点Ｃ４のみを照射していない。The control point correction trajectory 11C has a predetermined length along the end 14A and two L-shaped portions that are symmetrical with respect to the control point C4 as the reference point. Note that the trajectory control unit 61 turns off the guide laser and does not irradiate only the control point C4 so that the operator can clearly see the control point C4.

そして、操作者が制御点Ｃ４を修正する際には、制御点修正用軌跡１１Ｃの制御点Ｃ４を含む直線部分を部材１４の端部１４Ａ上に移動することによって、制御点Ｃ４は、部材１４の端部１４Ａ上に正確に配置される。 When the operator modifies control point C4, the straight line portion including control point C4 of the control point modification trajectory 11C is moved onto end portion 14A of member 14, thereby positioning control point C4 accurately on end portion 14A of member 14.

また、操作者は、制御点修正用軌跡１１Ｃの両端の短い線分の位置を調整することによって、制御点Ｃ４の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を正確に調整することができる。また、操作者は、制御点修正用軌跡１１Ｃの所定の長さによって、部材１４の端部１４Ａとレーザ光の光軸方向とのずれを確認及び修正することができる。In addition, the operator can accurately adjust the position of control point C4 and the direction of the coordinate system defined by the control point by adjusting the positions of the short line segments at both ends of control point correction trajectory 11C. In addition, the operator can check and correct the misalignment between end 14A of member 14 and the optical axis direction of the laser light by using a predetermined length of control point correction trajectory 11C.

図８Ａ～図８Ｄは、制御点修正用軌跡の別の例を説明するための図である。図８Ａは、レーザ加工システム１によって溶接される部材１６の平面図を示し、図８Ｂは、レーザ加工システム１によって溶接される部材１６の斜視図を示す。図８Ａに示すように、部材１６は、レーザ加工システム１によって溶接部分１７Ａ～１７Ｃにおいて溶接される。また、図８Ｂに示すように、部材１６は、フランジ部分１６Ａ及びパイプ部分１６Ｂを有する。 Figures 8A to 8D are diagrams for explaining another example of a trajectory for correcting control points. Figure 8A shows a plan view of a member 16 to be welded by the laser processing system 1, and Figure 8B shows a perspective view of the member 16 to be welded by the laser processing system 1. As shown in Figure 8A, the member 16 is welded at weld portions 17A to 17C by the laser processing system 1. Also, as shown in Figure 8B, the member 16 has a flange portion 16A and a pipe portion 16B.

図８Ｃは、制御点修正用軌跡１１Ｄを示す図である。図８Ｃに示すように、制御点修正用軌跡１１Ｄは、扇形形状を有し、制御点Ｃ５は、制御点修正用軌跡１１Ｄ上の溶接部分１７Ａと重畳する部分に位置付けられる。なお、図８Ｃは、溶接部分１７Ａを溶接する場合の制御点修正用軌跡１１Ｄを示しているが、制御点修正用軌跡１１Ｄは、溶接部分１７Ｂ及び１７Ｃを溶接する場合も同様に、それぞれ、溶接部分１７Ｂ及び１７Ｃに対応する位置に照射される。 Figure 8C is a diagram showing control point correction trajectory 11D. As shown in Figure 8C, control point correction trajectory 11D has a fan shape, and control point C5 is positioned at a portion of control point correction trajectory 11D that overlaps with welded portion 17A. Note that Figure 8C shows control point correction trajectory 11D when welding welded portion 17A, but control point correction trajectory 11D is also irradiated at positions corresponding to welded portions 17B and 17C, respectively, when welding welded portions 17B and 17C.

図８Ｄは、異なる位置Ａ及び位置Ｂからそれぞれ照射されるレーザ光Ｌを示す図である。図８Ｄに示すように、位置Ａにおいて、スキャナ４は、フランジ部分１６Ａの内周側から、フランジ部分１６Ａとパイプ部分１６Ｂとを溶接しており、位置Ｂにおいて、スキャナ４は、パイプ部分１６Ｂの外周側からフランジ部分１６Ａの外周とパイプ部分１６Ｂとを溶接している。8D is a diagram showing laser light L irradiated from different positions A and B. As shown in Fig. 8D, at position A, the scanner 4 welds the flange portion 16A and the pipe portion 16B from the inner periphery side of the flange portion 16A, and at position B, the scanner 4 welds the outer periphery of the flange portion 16A and the pipe portion 16B from the outer periphery side of the pipe portion 16B.

この場合、制御点修正用軌跡１１Ｄは、レーザ光Ｌの光軸方向にも移動することになる。また、操作者が制御点Ｃ５を修正する際には、制御点修正用軌跡１１Ｄの制御点Ｃ５を含む扇形形状を溶接部分１７Ａ～１７Ｃ上に移動することによって、制御点Ｃ５は、溶接部分１７Ａ～１７Ｃ上に正確に配置される。In this case, the control point correction trajectory 11D also moves in the optical axis direction of the laser light L. Furthermore, when the operator corrects the control point C5, the control point C5 is accurately positioned on the welded parts 17A to 17C by moving the sector shape including the control point C5 of the control point correction trajectory 11D onto the welded parts 17A to 17C.

図９は、本実施形態に係るレーザ加工システム１の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ１において、ロボット制御装置５は、ロボットプログラムに基づいて、ワーク１０に対してレーザ光を走査可能なスキャナ４を、ワーク１０に対して移動させるようにロボット２を制御する。 FIG. 9 is a flowchart showing a process flow of the laser processing system 1 according to the present embodiment.
In step S1, the robot control device 5 controls the robot 2 to move the scanner 4, which is capable of scanning the workpiece 10 with a laser beam, relative to the workpiece 10, based on a robot program.

ステップＳ２において、ロボット制御装置５は、ロボットプログラムに基づいて、ロボット２を停止させるように制御する。
ステップＳ３において、軌跡制御部６１は、ロボット２を停止した状態で、制御点修正用軌跡をワーク１０に照射するようにスキャナ４を制御する。 In step S2, the robot control device 5 controls the robot 2 to stop based on the robot program.
In step S3, the trajectory control unit 61 controls the scanner 4 to irradiate the control point correction trajectory onto the workpiece 10 while the robot 2 is stopped.

ステップＳ４において、制御点移動部６２は、制御点修正用軌跡に基づいて制御点を移動する。
ステップＳ５において、制御点記憶部６３は、移動された制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を記憶する。 In step S4, the control point moving unit 62 moves the control points based on the control point correction trajectory.
In step S5, the control point storage unit 63 stores the position of the moved control point and the direction of the coordinate system defined by the control point.

ステップＳ６において、軌跡制御部６１は、移動された制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向に基づいて、制御点修正用軌跡をワーク１０に照射するようにスキャナ４を制御する。In step S6, the trajectory control unit 61 controls the scanner 4 to project a control point correction trajectory onto the workpiece 10 based on the position of the moved control point and the direction of the coordinate system defined by the control point.

以上説明したように、本実施形態に係るレーザ加工システム１は、ワーク１０に対してレーザ光を走査可能なスキャナ４と、スキャナ４をワーク１０に対して移動させるロボット２と、スキャナ４を制御するスキャナ制御装置６と、を備える。スキャナ制御装置６は、ロボット２を停止した状態で、予め設定された制御点を修正するための制御点修正用軌跡をワーク１０に照射するようにスキャナ４を制御する軌跡制御部６１を有する。制御点修正用軌跡は、レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さと、制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を特定するための所定の形状と、を有する。As described above, the laser processing system 1 according to this embodiment includes a scanner 4 capable of scanning the workpiece 10 with laser light, a robot 2 that moves the scanner 4 relative to the workpiece 10, and a scanner control device 6 that controls the scanner 4. The scanner control device 6 has a trajectory control unit 61 that controls the scanner 4 to irradiate the workpiece 10 with a control point correction trajectory for correcting a preset control point while the robot 2 is stopped. The control point correction trajectory has a predetermined length for identifying the deviation in the optical axis direction of the laser light, and a predetermined shape for identifying the position of the control point and the direction of the coordinate system defined by the control point.

これにより、レーザ加工システム１は、制御点修正用軌跡を用いて制御点を修正することができる。そのため、レーザ加工システム１は、ロボット２を動かさず、スキャナ４の動作のみによって、制御点を簡易に修正することができる。This allows the laser processing system 1 to correct the control points using the control point correction trajectory. Therefore, the laser processing system 1 can easily correct the control points by only operating the scanner 4, without moving the robot 2.

また、レーザ加工システム１は、教示用治具、付加的な光源又は画像として解析するためのカメラ及び解析装置等を用いずに、制御点を修正することができる。また、レーザ加工システム１は、スキャナ４によってガイドレーザの光軸を偏向させるだけであるため、レーザ加工システム１の操作が簡便となる。また、レーザ加工システム１は、加工用レーザと同じ軸上のガイドレーザを用いるため、教示修正の結果が正確になる。 Furthermore, the laser processing system 1 can correct the control points without using a teaching jig, an additional light source, or a camera and an analysis device for analyzing an image. Moreover, the laser processing system 1 only deflects the optical axis of the guide laser by the scanner 4, so that the operation of the laser processing system 1 is simplified. Moreover, the laser processing system 1 uses a guide laser on the same axis as the processing laser, so that the results of teaching correction are accurate.

また、レーザ加工システム１は、制御点修正用軌跡を用いることにより、レーザ光の光軸方向の位置、光軸と垂直な面の位置、制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向、ワーク１０の傾き等を正確に調整することができる。特に、レーザ溶接では、突き合わせや稜線等のように線上の形状に沿ってレーザを照射する場合が多いため、本実施形態に係るレーザ加工システム１を用いることにより、レーザ光の方向及び位置を適切に調整することができる。 Furthermore, by using a control point correction trajectory, the laser processing system 1 can accurately adjust the position of the laser light in the optical axis direction, the position of a plane perpendicular to the optical axis, the position of the control point and the direction of the coordinate system defined by the control point, the inclination of the workpiece 10, etc. In particular, since laser welding often involves irradiating the laser along a linear shape such as a butt joint or a ridgeline, the direction and position of the laser light can be appropriately adjusted by using the laser processing system 1 according to this embodiment.

また、軌跡制御部６１は、制御点修正用軌跡を所定の周期で反復走査するようにスキャナ４を制御する。これにより、残像効果によって、操作者は、制御点修正用軌跡が継続して描画されるように知覚することができる。したがって、操作者は、制御点修正用軌跡を知覚することによって、制御点修正用軌跡の位置、方向、大きさ及び歪みを確認及び修正することができる。 The trajectory control unit 61 also controls the scanner 4 to repeatedly scan the control point correction trajectory at a predetermined cycle. This allows the operator to perceive the control point correction trajectory as being continuously drawn due to the afterimage effect. Therefore, by perceiving the control point correction trajectory, the operator can confirm and correct the position, direction, size and distortion of the control point correction trajectory.

また、ワーク１０に照射される制御点修正用軌跡は、スキャナ４を制御するスキャナプログラムにおける制御点修正用軌跡と同一の長さ及び形状を有し、かつワーク１０上に配置可能な修正用パターン１２と比較可能である。これにより、操作者は、ワーク１０に照射される制御点修正用軌跡とスキャナプログラムにおける制御点修正用軌跡とを比較することによって、制御点修正用軌跡の位置、方向、大きさ及び歪みを確認及び修正することができる。 In addition, the control point correction trajectory projected onto the workpiece 10 has the same length and shape as the control point correction trajectory in the scanner program that controls the scanner 4, and can be compared with the correction pattern 12 that can be placed on the workpiece 10. This allows the operator to confirm and correct the position, direction, size, and distortion of the control point correction trajectory by comparing the control point correction trajectory projected onto the workpiece 10 with the control point correction trajectory in the scanner program.

また、スキャナ制御装置６は、制御点修正用軌跡に基づいて制御点を移動する制御点移動部６２と、移動された制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を記憶する制御点記憶部６３と、更に備える。軌跡制御部６１は、制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向に基づいて、制御点修正用軌跡をワーク１０に照射するようにスキャナ４を制御する。The scanner control device 6 further includes a control point moving unit 62 that moves the control points based on the control point correction trajectory, and a control point storage unit 63 that stores the positions of the moved control points and the direction of the coordinate system defined by the control points. The trajectory control unit 61 controls the scanner 4 to irradiate the control point correction trajectory onto the workpiece 10 based on the positions of the control points and the direction of the coordinate system defined by the control points.

これにより、レーザ加工システム１は、ロボット２を動かさず、スキャナ４の走査範囲内の制御点の位置及び制御点によって定義される座標系の方向を修正することができる。したがって、レーザ加工システム１は、ロボット２の姿勢を変えずに、ガイドレーザの走査のみによって制御点を修正することができる。This allows the laser processing system 1 to correct the position of the control point within the scanning range of the scanner 4 and the direction of the coordinate system defined by the control point, without moving the robot 2. Therefore, the laser processing system 1 can correct the control point only by scanning the guide laser, without changing the posture of the robot 2.

また、レーザ光の光軸方向のずれを特定するための所定の長さは、制御点修正用軌跡の長さの変化を視認できる距離、特定すべきレーザ光の光軸方向のずれ量、及びスキャナ４とレーザ光のレーザ照射点との距離から算出される。これにより、レーザ加工システム１は、レーザ光の光軸方向のずれを適切に特定することができる。 The predetermined length for identifying the deviation in the optical axis direction of the laser light is calculated from the distance at which the change in the length of the control point correction trajectory is visible, the deviation in the optical axis direction of the laser light to be identified, and the distance between the scanner 4 and the laser irradiation point of the laser light. This allows the laser processing system 1 to appropriately identify the deviation in the optical axis direction of the laser light.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記のレーザ加工システム１は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記のレーザ加工システム１により行なわれる制御方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。 Although an embodiment of the present invention has been described above, the above-mentioned laser processing system 1 can be realized by hardware, software, or a combination of these. In addition, the control method performed by the above-mentioned laser processing system 1 can also be realized by hardware, software, or a combination of these. Here, "realized by software" means that it is realized by a computer reading and executing a program.

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅａｄａｂｌｅｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅｓｔｏｒａｇｅｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ））を含む。The program can be stored and provided to the computer using various types of non-transitory computer readable media. Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer readable media include magnetic recording media (e.g., hard disk drives), magneto-optical recording media (e.g., magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-R/Ws, and semiconductor memories (e.g., mask ROMs, PROMs (Programmable ROMs), EPROMs (Erasable PROMs), flash ROMs, and RAMs (random access memory)).

また、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記各実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。 Although the above-mentioned embodiments are preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments. The present invention can be implemented in various modified forms without departing from the spirit of the present invention.

１レーザ加工システム
２ロボット
３レーザ発振器
４スキャナ４
５ロボット制御装置
６スキャナ制御装置
７レーザ制御装置
８ロボット教示操作盤
９プログラム生成装置
１０ワーク
６１軌跡制御部
６２制御点移動部
６３制御点記憶部 1 Laser processing system 2 Robot 3 Laser oscillator 4 Scanner 4
5 Robot control device 6 Scanner control device 7 Laser control device 8 Robot teaching operation panel 9 Program generating device 10 Workpiece 61 Trajectory control unit 62 Control point moving unit 63 Control point storage unit

Claims

A scanner capable of scanning a workpiece with a laser beam;
a moving device that moves the scanner relative to the workpiece;
A scanner control device that controls the scanner;
Equipped with
The scanner control device has a trajectory control unit that controls the scanner so as to irradiate a control point correction trajectory for correcting a preset control point onto the workpiece while the moving device is stopped,
the control point correction locus has a predetermined length for identifying a deviation in the optical axis direction of the laser beam, and a predetermined shape for identifying a position of the control point and a direction of a coordinate system defined by the control point,
A laser processing system in which the control point correction trajectory irradiated onto the workpiece has the same length and shape as a control point correction trajectory in a scanner program that controls the scanner, and is comparable to a correction pattern that can be placed on the workpiece.

A scanner capable of scanning a workpiece with a laser beam;
a moving device that moves the scanner relative to the workpiece;
A scanner control device that controls the scanner;
Equipped with
The scanner control device has a trajectory control unit that controls the scanner so as to irradiate a control point correction trajectory for correcting a preset control point onto the workpiece while the moving device is stopped,
the control point correction locus has a predetermined length for identifying a deviation in the optical axis direction of the laser beam, and a predetermined shape for identifying a position of the control point and a direction of a coordinate system defined by the control point,
The scanner control device includes:
a control point moving unit that moves the control point based on the control point modification path;
a control point storage unit that stores the position of the moved control point and the direction of a coordinate system defined by the control point,
A laser processing system, wherein the trajectory control unit controls the scanner to irradiate the control point correction trajectory onto the workpiece based on the position of the control point and the direction of a coordinate system defined by the control point.

A scanner capable of scanning a workpiece with a laser beam;
a moving device that moves the scanner relative to the workpiece;
A scanner control device that controls the scanner;
Equipped with
The scanner control device has a trajectory control unit that controls the scanner so as to irradiate a control point correction trajectory for correcting a preset control point onto the workpiece while the moving device is stopped,
the control point correction locus has a predetermined length for identifying a deviation in the optical axis direction of the laser beam, and a predetermined shape for identifying a position of the control point and a direction of a coordinate system defined by the control point,
A laser processing system, wherein the specified length for identifying the deviation in the optical axis direction of the laser light is calculated from the distance at which a change in the length of the control point correction trajectory can be visually recognized, the amount of deviation in the optical axis direction of the laser light, and the distance between the scanner and the laser irradiation point of the laser light.

The laser processing system according to claim 1 , wherein the trajectory control unit controls the scanner so as to repeatedly scan the control point correction trajectory at a predetermined cycle.

A step of moving a scanner capable of scanning a workpiece with a laser beam relative to the workpiece;
stopping a moving device for moving the scanner relative to the workpiece;
A step of controlling the scanner so as to project a control point correction trajectory for correcting a preset control point onto the workpiece while the moving device is stopped;
Equipped with
the control point correction locus has a predetermined length for identifying a deviation in the optical axis direction of the laser beam, and a predetermined shape for identifying a position of the control point and a direction of a coordinate system defined by the control point ,
The control point correction trajectory projected onto the workpiece has the same length and shape as a control point correction trajectory in a scanner program that controls the scanner, and is comparable to a correction pattern that can be placed on the workpiece.
A method for controlling a laser processing system.

A step of moving a scanner capable of scanning a workpiece with a laser beam relative to the workpiece;
stopping a moving device for moving the scanner relative to the workpiece;
A step of controlling the scanner so as to project a control point correction trajectory for correcting a preset control point onto the workpiece while the moving device is stopped;
moving the control points based on the control point modification trajectory;
storing the positions of the moved control points and the orientation of a coordinate system defined by the control points;
Equipped with
the control point correction locus has a predetermined length for identifying a deviation in the optical axis direction of the laser beam, and a predetermined shape for identifying a position of the control point and a direction of a coordinate system defined by the control point,
The step of controlling the scanner includes a step of controlling the scanner so as to project the control point correction trajectory onto the workpiece based on the positions of the control points and the direction of a coordinate system defined by the control points.
A method for controlling a laser processing system.

A step of moving a scanner capable of scanning a workpiece with a laser beam relative to the workpiece;
stopping a moving device for moving the scanner relative to the workpiece;
A step of controlling the scanner so as to project a control point correction trajectory for correcting a preset control point onto the workpiece while the moving device is stopped;
Equipped with
the control point correction locus has a predetermined length for identifying a deviation in the optical axis direction of the laser beam, and a predetermined shape for identifying a position of the control point and a direction of a coordinate system defined by the control point,
the predetermined length for identifying the deviation in the optical axis direction of the laser light is calculated from a distance at which a change in the length of the control point correction locus is visible, an amount of deviation in the optical axis direction of the laser light, and a distance between the scanner and a laser irradiation point of the laser light.
A method for controlling a laser processing system.